今使える、IoT向け無線ネットワークとAWSアーキテクチャー

2023年4月26日開催『JAWS-UG IoT専門支部「Amazon絡みの無線通信を学ぼう」』で、ソラコム松下(max)が発表した資料です。

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1. 今使える、IoT向け無線ネットワークと AWSアーキテクチャー Apr. 26, 2023 JAWS-UG IoT 専門支部 JAWS-UG IoT 専門支部 松下 享平 (Max) ソラコム
2. 自己紹介 株式会社ソラコム / テクノロジー・エバンジェリスト 松下 享平 (まつした こうへい) “Max” 静岡県民 🗻 新幹線通勤族 🚅 講演や執筆を中心に活動、登壇回数500以上/累計 好きな言葉「論よりコード」 好きなAWSサービス: AWS IoT Core AWS ヒーロー (2020年～)
3. IoT で利用できる通信技術 Wi-Fi PAN BLE, ZigBee, Wi-SUN LPWA LoRaWAN, Sigfox LTE-M, NB-IoT 通信距離 10m 30m 1km 10km 消費電流 100mA 20mA 通信速度 100bps 1kbps 1Mbps 10Mbps 450Mbps NFC RFID 5G セルラー 3G, LTE(4G) 近距離 《 中継パターン 》 長距離 《 直接パターン 》
4. IoT ネットワークとは？ IoT デバイス (= 現場) とクラウドをつなげ、通信経路確保する。 検討点: ➢ アクセスポイント／基地局までの通信特性、構成パターン ➢ 敷設と維持費用 CPU や マイコン 通信 モジュール クラウド IoT デバイス ISPや バックエンド システム 基地局や 接続点 中継器 ゲートウェイ 中継パターン IoT ネットワーク 直接パターン 例) Wi-Fi 例) FTTx 例) LTE フィールド ネットワーク アクセス ネットワーク アクセスネットワーク
5. IoT 向け無線ネットワークと、必要なもの 中継パターン Wi-Fi Wi-Fi 5, 6 / Wi-Fi HaLow 直接パターン セルラー LTE / LTE-M / 5G 中継パターン LoRaWAN 直接パターン Sigfox MCU と 通信モジュール MCU と 通信モジュール MCU と 通信モジュール MCU と 通信モジュール アクセスポイント アクセスポイント (ゲートウェイ) アクセス ネットワーク アクセス ネットワーク IP 化 バックエンド (ネットワークサーバー) IP 化 バックエンド (Sigfox Backend) 回線契約 (SIM) 回線契約
6. AWS 接続に必要な「認証情報とライブラリ」 MCU と 通信モジュール MCU と 通信モジュール MCU と 通信モジュール MCU と 通信モジュール アクセスポイント アクセスポイント (ゲートウェイ) アクセス ネットワーク アクセス ネットワーク IP 化 バックエンド (ネットワークサーバー) IP 化 バックエンド (Sigfox Backend) 回線契約 (SIM) 回線契約 認証情報と ライブラリ 認証情報と ライブラリ 認証情報と ライブラリ 認証情報と ライブラリ ネットワークサーバー 接続情報 中継パターン Wi-Fi Wi-Fi 5, 6 / Wi-Fi HaLow 直接パターン セルラー LTE / LTE-M / 5G 中継パターン LoRaWAN 直接パターン Sigfox
7. 中継パターン・直接パターン 中継パターン 近距離通信をクラウドとつなげるパターン (例: BLE → クラウド) ➢ アクセスポイントとアクセスネットワークが不可欠 (= 敷設や維持運用、別の回線契約が発生) 直接パターン 現場側の構成要素を減らせるパターン ➢ 回線契約が不可欠 共通：認証情報とライブラリ(SDK) ➢ 「IP化」する場所にインストール
8. AWS IoT Core for LoRaWAN とは？ フルマネージドの LoRaWAN ネットワークサーバー(LNS) ➢ LNS の構築・運用と、AWS IoT Core との連携確立の手間を削減 中継パターン LoRaWAN MCU と 通信モジュール アクセスポイント (ゲートウェイ) アクセス ネットワーク ネットワークサーバー 接続情報 AWS IoT Core for LoRaWAN AWS IoT Core と統合済み
9. プロトコルと構築可能なアーキテクチャで 見るサービスの違い AWS SDK • 使用プロトコルは HTTPS • AWS サービスに対し、直接アクセスしてデータ保存や呼び出しをする ※ AWS IoT Device SDK は AWS IoT Core との通信実装を支援 Amazon API Gateway • 受け入れ可能なプロトコルは HTTPS、WSS • リクエストの流し先は単一サービス • 振り分け等は Lambda 関数や後続サービスで実装する、直列型アーキテクチャー AWS IoT Core • 受け入れ可能なプロトコルは HTTPS、WSS、MQTTS • リクエストの流し先は複数サービス • 条件に応じてメッセージをルーティングできる、並列型アーキテクチャー (Fanout)
10. Amazon S3 マイコン等 AWS IoT Core による Fanout パターンは スモールスタートしやすい AWS IoT Core Amazon Kinesis Data Firehose Amazon DynamoDB Aに影響なく BやCを追加・削除 他のサービス IoT ビジネスの要求と共に 拡張ができる AWS Cloud ルール A ルール B ルール C
12. #AWSIoTExpressLink #ESP32 #技適特例申請 https://github.com/aws-events/aws-dev-day-tokyo-2023-cfp/issues/75 👍
13. IoTの「つなぐ」を簡単に You Create. We Connect.